2007荧光分光光度法.pptVIP

* * * * 吸收 发射 第十一章 荧光分析法 1、光致发光现象: 激发态电子回到低能级而伴随光的辐射 11.1 概述 热辐射 光辐射 hν+基态 →激发态 →基态 磷光 荧光 分子荧光 原子荧光 UV 荧光 X-射线荧光 原子 荧光 光致发光的分类： 光 光源 2荧光分析法：利用物质的荧光谱线波长和强度进行定性定量分析方法 。 b选择性好;但应用不如UV广泛 3特点: a灵敏度比UV高,检测限10-10~10-12g/ml 荧光:物质分子在激发态最低振动能级返回到基态各振动能级时所发射出的光 ③TLC定性、定量 4应用： ①物质荧光光度法定性定量 ②作为HPLC的检测器 11.2 基本原理 如: π电子跃迁 1、分子的能级和电子能级的多重性: π 激发态π* 分子能级=电子能级+振动能级+转动能级 基态π 11.2.1 分子荧光光谱的产生 自旋量子数S: 0 0 1 多重性M=2S+1: 1 1 3 状态描述: 单重S 单重态S 三重态T 能量: E1 ,ε1 E2 ,ε2 寿命: 10-8秒 1秒 跃迁几率: 106 1 单重激发态 三重激发态 单重S*和三重T*激发态的比较 S0 V4 V1 V0 V3 V2 （b） (a) (d) （b） V0 V0 S1* S2* V0 V1 V1 V1 V2 V2 V2 V3 V3 V3 V4 V4 V4 (c) (e) T1* (f) e 体系间跨越 a 吸收 b 振动弛豫 c 内部能量转换 d 荧光 2、荧光的产生 f 磷光 (1)振动弛豫：非辐射热释放 10-12秒 (2)内部能量的转移 (3)荧光发射 特点：荧光的能量小于激发光能量。 荧光发射所需时间为10-9~10-7s。 (4)外部能量的转移(碰撞 热)---荧光淬灭(熄灭) 特点:降低荧光强度。 预防:黏度↗ ,温度↘ (5)体系间的跨越:S→T 降低荧光强度 发生条件(1)结构含有重原子如Br、I等, (2)溶剂中有顺磁性物质如O2 (6)磷光：经过体系间跨越的分子降至三线态最低能级，跃迁至基态而发生的光。 基态→S1*→弛豫→跨越→T1*→T1V=0* →基态 荧光\磷光产生过程： 磷光 基态→S2*→弛豫→跨越→S1*→S1V=0*→基态 荧光 1. 荧光光谱(发射光谱): 激发波长λex和I0强度一定。F~λem 单色器 I0 λex I 表面吸光物质 单色器 检测器 λem 二、激发光谱与荧光光谱 (1)不同强度的光照射物质所产生的荧光光谱形状是否相同？ (2)不同波长的光照射物质所产生的荧光光谱是否相同？ 答:光谱形状相同,强度I0和波长λex影响荧光强度 2、激发光谱：荧光λem不变;F~λeX F λ 特征:(1) stokes位移：λemλex 说明在激发和发射之间存在一定的能量损失。 产生原因：振动驰豫、内转换 (2)荧光光谱的形状与激发波长无关 (4)荧光光谱与激发光谱相似---镜像? 如:蒽的光谱和激发 (3)荧光强度与激发光波长有关 1、物质产生荧光的必要条件 A 强吸光结构，共轭π—π* B 高荧光效率。 荧光效率(φf)= 发射荧光的光子数 吸收激发光的光子数 11.2.3荧光与分子结构的关系 2、分子结构与荧光效率的关系 A 长的共轭结构 例 激发光 205nm 286nm 356nm 荧光 278nm 321nm 404nm 荧光效率 0.11 0.29 0.36 B 分子的刚性和共平面性 荧光效率：0.2 1.0 8-羟基喹啉 8-羟基喹啉镁 1-二甲氨基萘-7-磺酸盐 1-二甲氨基萘-8-磺酸盐 C 取代基： ①给电子基团使荧光效率增大， 如-OH、-OCH3、-NH2等。 ②吸电子基团使荧光效率减少， 如-COOH、-NO2、-X。 ③中性基团对荧光效率影响不大。 如-R、NH3+等。 12.2.4 影响荧光的外界因素 1、溶剂 A 溶剂的极性：极性越大， λem增大，荧光效率也增强。通常选择极性溶剂。 B 粘度：粘度系数越大,有利于荧光效率的提高 2、温度 温度↗，碰撞机率↗ ，效率↘。热淬灭 3、